W-頁巖氣及其勘探研究現(xiàn)狀-中國地質(zhì)地質(zhì)大學(xué)(北京)

1、中國地質(zhì)中國地質(zhì)地質(zhì)大學(xué)（北京）地質(zhì)大學(xué)（北京）報告提綱報告提綱u頁巖氣u國內(nèi)外頁巖氣勘探現(xiàn)狀u中國頁巖氣地質(zhì)背景Steve Drake,2007Steve Drake,2007Steve Drake,2007Steve Drake,2007頁巖及孔隙照片頁巖氣：主體上以吸附和游離狀態(tài)賦存于泥、頁巖地層中的頁巖氣：主體上以吸附和游離狀態(tài)賦存于泥、頁巖地層中的天然氣聚集。天然氣聚集。Shale gas, or gas shale, is the adsorbed or free gas remained in source rocks as shale or mudstone, even in

2、pelitic siltstone or siltpelite.頁巖氣開發(fā)特點 (美國) TOC：一般2%，最好在2.5 3.0%以上；Ro：一般在1.1%以上，美國主要頁巖氣層Ro為1.1%3.5%厚度：一般在15m以上，TOC低的頁巖厚度一般在30m以上頁巖特點：脆性礦物、微裂縫發(fā)育，其中石英、方解石、長石 等礦物含量大于30% 40%產(chǎn)氣區(qū)：盆地中心區(qū)、斜坡區(qū)，即優(yōu)質(zhì)烴源巖發(fā)育區(qū)采收率：15%，還在緩慢增加氣井生產(chǎn)周期：取決于經(jīng)濟效益和完井質(zhì)量如果不經(jīng)濟，就會廢棄產(chǎn)液特點：部分頁巖產(chǎn)輕質(zhì)油，生物成因頁巖氣產(chǎn)水高技術(shù)普遍應(yīng)用：來提高單井產(chǎn)量、采收率并降低成本頁巖頁巖Shale致密砂巖致密砂

3、巖Tight sands含 氣 裂 縫 帶含 氣 裂 縫 帶Gas-bearing fracture常規(guī)砂巖常規(guī)砂巖Conventional sandstone天然氣天然氣Natural gas Marcellus ShaleNew Albany ShaleDevonian shale Eagle Ford shale湖北省吉首市默榮鎮(zhèn)寒武系頁巖湖北省吉首市默榮鎮(zhèn)寒武系頁巖貴州省沿河縣縣城志留系頁巖貴州省沿河縣縣城志留系頁巖遼寧省撫順市青西縣侏羅系頁巖遼寧省撫順市青西縣侏羅系頁巖重慶市秀山縣溶溪鎮(zhèn)震旦系頁巖重慶市秀山縣溶溪鎮(zhèn)震旦系頁巖伊利諾斯0.10.11 110H/10mToc/%Ro/%g

4、/Qg/m3/t阿巴拉契亞0.10.11 110H/10mToc/%Ro/%g/Qg/m3/t密執(zhí)安0.10.11 110H/10mToc/%Ro/%g/Qg/m3/t福特沃斯0.10.11 110H/10mToc/%Ro/%g/Qg/m3/t圣胡安0.10.11 110H/10mToc/%Ro/%g/Qg/m3/t g g：含氣孔隙度：含氣孔隙度/ /；QgQg：平均吸附含氣量：平均吸附含氣量/m/m3 3/t/t；RoRo：最大平均鏡質(zhì)體反射率：最大平均鏡質(zhì)體反射率/%/%；H H：頁巖最小平均凈厚度：頁巖最小平均凈厚度/10m/10m；TocToc：有機碳最大平均含量：有機碳最大平均含量

5、/%/%500500kmkmSan Juan:San Juan: Lewis LewisIllinois:Illinois:New AlbanyNew AlbanyAppalachian:Appalachian:OhioOhioMichigan:Michigan:AntrimAntrimFort Worth:Fort Worth:BarnettBarnett中國頁巖氣類型中國頁巖氣類型Types of shale gas in China頁巖氣研究意義頁巖氣研究意義Research Significances for Shale Gas（1 1）普遍意義：滯留是主體）普遍意義：滯留是主體 Un

6、iversality: remaining is the main body（2 2）復(fù)合機理：游離）復(fù)合機理：游離+ +吸附吸附 Mechanism: composing by freedom and absorption（3 3）經(jīng)濟價值：成本并不昂貴）經(jīng)濟價值：成本并不昂貴 Economic: costing is not expensive（4 4）應(yīng)用前景：突破口和熱點）應(yīng)用前景：突破口和熱點 Prospects: breakthrough and hot topic報告提綱報告提綱u頁巖氣u國內(nèi)外頁巖氣勘探現(xiàn)狀u中國頁巖氣地質(zhì)背景全球頁巖氣資源及分布全球頁巖氣資源及分布世界非常規(guī)天

7、然氣概況020406080100120北美拉丁美洲西歐中歐和東歐前蘇聯(lián)中東和北非撒哈拉以南非洲中亞和中國太平洋地區(qū)其它亞太組織/經(jīng)合組織全球頁巖氣資源量456萬億方12345（據(jù)Rogner,1997；Kawata 和Fujita,2001數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) ） （據(jù)Rogner,1997；Kawata 和Fujita,2001數(shù)據(jù) ，單位：萬億方） 世界非常規(guī)天然氣資源量其中頁巖氣456萬億方49.5，煤層氣256萬億方27.8，致密氣210萬億方22.8。世界非常規(guī)天然氣概況歐洲頁巖氣歐洲目前多個盆地正在開展頁巖氣勘查，最主要的三個頁巖氣盆地是波蘭盆地、德國北部盆地、北海南部盆地；其中3個地區(qū)有明顯

8、進展：瑞典 Alum頁巖、波蘭Silurian頁巖、奧地利 Mikulov頁巖初步估算，這3個頁巖盆地頁巖氣資源潛力為30萬億方,可采資源潛力為4萬億方。據(jù)Ronger（1997）預(yù)測，東歐和西歐頁巖氣資源賦存量為15.6萬億方歐洲重點頁巖氣盆地分布（ARI，2009）法國頁巖氣區(qū)塊法國頁巖氣區(qū)塊20072007年，在波蘭年，在波蘭BalticBaltic盆地在進行志留系黑色頁巖勘探。盆地在進行志留系黑色頁巖勘探。20072007年，在德國北部城市波茨坦地球科學(xué)國家研究中心成立歐年，在德國北部城市波茨坦地球科學(xué)國家研究中心成立歐洲第一個專門頁巖氣研究機構(gòu)并開展了一個為期六年的項目。洲第一個專門

9、頁巖氣研究機構(gòu)并開展了一個為期六年的項目。初步計算僅西歐的頁巖氣資源量為初步計算僅西歐的頁巖氣資源量為14.414.4萬億立方米。萬億立方米。 （ARI，2009）澳大利亞主要頁巖盆地圖澳大利亞主要頁巖盆地圖（ARIARI，20092009）澳大利亞有許多頁巖氣遠景區(qū)，如澳大利亞有許多頁巖氣遠景區(qū)，如AmadeusAmadeus，CooperCooper和和GeorginaGeorgina盆地。盆地。新西蘭含氣頁巖遠景區(qū)（ARI，2009）新西蘭在新西蘭在North IslandNorth Island的的East CoastEast Coast有兩套富有機質(zhì)頁巖沉積，更深的有兩套富有機質(zhì)頁巖

10、沉積，更深的WhangaiWhangai頁巖儲層物性與頁巖儲層物性與BarnettBarnett頁巖相似。頁巖相似。世界其他地區(qū)頁巖氣勘探開發(fā)概況中國和印度 中國和印度有多個頁巖氣盆地，資源儲量正在評估。 Rogner預(yù)測中國和印度的頁巖氣資源量為100萬億方。國內(nèi)學(xué)者張金川（2009）預(yù)測，中國頁巖氣可采資源量為26萬億方。南非 挪威國家石油公司，薩索爾公司，切薩皮克公司宣布將聯(lián)合評估南非的頁巖氣資源。 Rogner（1997）預(yù)測撒哈拉以南的非洲頁巖氣資源量為7.6萬億方萬億方。迄今為止，南非只有1個國家頁巖氣資源實際評估博茨瓦納（Botswana），），其頁巖氣原地資源量約為3.9萬億方

11、萬億方，潛在可采量為1萬億方萬億方。 其他國家 頁巖氣的勘探在世界其他許多地方展開。 1999年，中國地質(zhì)大學(xué)（北京）開始頁巖氣理論研究。 2009年10月，國土資源部油氣資源戰(zhàn)略研究中心在重慶市綦江縣啟動了中國首個頁巖氣資源勘查項目，這標(biāo)志著繼美國和加拿大之后，中國正式開始頁巖氣資源這一新型能源的勘探開發(fā)。 2009年11月15日，美國總統(tǒng)奧巴馬首次訪華，中美簽署中美關(guān)于在頁巖氣領(lǐng)域開展合作的諒解備忘錄，把中國頁巖氣基礎(chǔ)研究的迫切性上升到了國家層面。 2009年12月，我國第一口頁巖氣勘探淺井渝頁1井在重慶市彭水縣連湖鎮(zhèn)順利完鉆。 2010年4月，由國土資源部油氣資源戰(zhàn)略研究中心主辦的頁巖氣

12、資源戰(zhàn)略調(diào)查和勘探開發(fā)學(xué)術(shù)研討會在重慶召開，這是國內(nèi)首次對頁巖氣資源、戰(zhàn)略以及勘探開發(fā)問題進行學(xué)術(shù)研討。 2010年6月，由中國地質(zhì)大學(xué)（北京）承辦的第376次香山科學(xué)會議在北京召開，會議以“中國頁巖氣資源基礎(chǔ)及勘探開發(fā)基礎(chǔ)問題”為主題，討論了中國頁巖氣地質(zhì)基礎(chǔ)、資源潛力及勘探開發(fā)有利方向、發(fā)展趨勢及對策等問題。國內(nèi)頁巖氣研究現(xiàn)狀 2008年11月：由中國石油勘探開發(fā)研究院設(shè)計實施的我國首口頁巖氣取心淺井在四川省宜賓市順利完鉆。 2009年11月，中石油宣布與殼牌達成四川盆地富順-永川區(qū)塊頁巖氣聯(lián)合評價協(xié)議， 聯(lián)合開發(fā)四川的頁巖氣資源。 2010年3月：皇家荷蘭殼牌石油公司發(fā)表公告，將與中國石

13、油天然氣集團公司(CNPC)組建合資公司，在四川開發(fā)天然氣。 2010年4月：中石油在四川珙縣探獲儲量600萬立方頁巖氣資源 2010年9月，中國石油西南油氣田公司經(jīng)過兩年多在頁巖氣勘探新領(lǐng)域研究后，于2009年部署的威201井喜獲井口測試日產(chǎn)能1.08萬立方米的天然氣工業(yè)性氣流。 2009年：由油田事業(yè)部海相工作部和華東分公司牽頭，勘探開發(fā)研究院、江漢油田和勘探南方分公司共同開展歷時兩個月的頁巖氣選區(qū)評價。初選鄂西黔中、下?lián)P子宣城區(qū)塊，湖鄂西區(qū)塊，貴州織金朗岱等4個頁巖氣有利區(qū)塊進行試驗。 2010年1月：與英國石油(BP)就合作勘探開發(fā)頁巖氣進行談判。初選貴州凱里2000平方千米和蘇北黃橋

14、1000平方千米為合作意向區(qū)塊。 2010年5月，由中石化華東分公司設(shè)計，中原油田作業(yè)，成功實施大型壓裂改造的頁巖氣井“方深1井”，順利進入排液施工階段、這口氣井的壓裂施工成功，標(biāo)志著中石化頁巖氣勘探開發(fā)工作邁出了實質(zhì)性的重要一步。 2010年10月，中海油宣布中國海洋石油國際有限公司將購入切薩皮克公司鷹灘頁巖油氣項目共33.3%的權(quán)益，這標(biāo)志著中海油正式進入頁巖氣勘探開發(fā)領(lǐng)域。 百度一下：非常規(guī) 網(wǎng)站國家和政府部門高度重視國家和政府部門高度重視第376次香山科學(xué)會議重點重點盆地盆地重點層系暗色泥頁巖重點層系暗色泥頁巖成熟度成熟度分布圖分布圖中美頁巖氣地質(zhì)特點可比性中國代表性盆地頁巖參數(shù)蛛網(wǎng)圖

15、中美代表性盆地中美代表性盆地/地區(qū)頁巖特點地區(qū)頁巖特點Comparasion of shales in China with those in USA沉積環(huán)境海相陸相和海陸過渡相地質(zhì)時代下古生界-上古生界中生界-新生界主要巖性黑色頁巖暗色泥巖及頁巖伴生地層海相砂質(zhì)巖、碳酸鹽巖陸相砂質(zhì)巖泥頁巖產(chǎn)狀書頁狀、板片狀，風(fēng)化特點明顯：球狀、魚鱗狀塊狀、紋層狀，風(fēng)化特征不甚明顯：球狀、不規(guī)則狀泥頁巖產(chǎn)出厚層狀，相對獨立發(fā)育薄層狀，與砂質(zhì)巖互層頻繁有機質(zhì)類型、為主為主有機質(zhì)熱演化程度成熟-過成熟低熟-高成熟天然氣成因熱裂解、生物再作用（Ro1.2%）生物、熱解（Ro0.4%）地層壓力低壓-常壓常壓-高壓發(fā)育

16、規(guī)模區(qū)域分布，局部被疊合于現(xiàn)今的盆地范圍內(nèi)局部發(fā)育，受現(xiàn)今盆地范圍影響較大（中生界差異較大）主體分布區(qū)域南方、東北、西北、青藏華北、西北伴生產(chǎn)物殘余瀝青原油、油頁巖主要類型淺埋型、深埋型深埋型為主游離氣儲集介質(zhì)裂縫為主裂縫、孔隙及層間砂巖夾層含氣飽和度及開發(fā)成本淺埋型低深埋型高.南方型中國上揚子下古生界與美國東部地區(qū)含氣頁巖主要地質(zhì)指標(biāo)中國上揚子下古生界與美國東部地區(qū)含氣頁巖主要地質(zhì)指標(biāo)美國數(shù)據(jù)選自Curtis,2002 and Hill,2002Shale date of basins in USA is after Curtis,2002 and Hill,2002北方型報告提綱報告提綱u

17、頁巖氣u國內(nèi)外頁巖氣勘探現(xiàn)狀u中國頁巖氣地質(zhì)背景中國板塊與含油氣盆地中國板塊與含油氣盆地Plates and Petroliferous Basins in China 中國頁巖氣地質(zhì)條件分區(qū)模式中國頁巖氣富集分區(qū)中國頁巖氣富集分區(qū)C C重點盆地重點層系暗色泥頁巖厚度重點盆地重點層系暗色泥頁巖厚度重點盆地重點層系暗色泥頁巖有機碳含量重點盆地重點層系暗色泥頁巖有機碳含量重點重點盆地盆地重點層系暗色泥頁巖有機質(zhì)類型分布圖重點層系暗色泥頁巖有機質(zhì)類型分布圖北方型不同時代暗色泥頁巖地化特征北方型不同時代暗色泥頁巖地化特征西北型 武漢重慶成都南昌廣州福州杭州合肥南京上海南寧貴陽昆明04080120 km

18、造山帶子帶揚山別大嶺秦造山塊地東起隆南江南地塊龍覆推山門帶三江臺北十萬大山三水百色昌都蘭坪思茅楚雄洞庭江漢四川蘇北鄱陽南襄上揚子地塊中揚子地塊下?lián)P子塊地長沙南方地區(qū)下古生界頁巖氣分布有利區(qū)南方地區(qū)下古生界頁巖氣分布有利區(qū)巖石具波狀層理，其間有硅巖石具波狀層理，其間有硅質(zhì)條帶，有機質(zhì)含量高，少質(zhì)條帶，有機質(zhì)含量高，少量粘土礦物，未見生物碎屑。量粘土礦物，未見生物碎屑。方解石方解石5 5，有機質(zhì)，有機質(zhì)1010，泥質(zhì)泥質(zhì)8080，硅質(zhì)，硅質(zhì)5 5 。The rock with wavy bedding and siliceous bands which is not rich of bioclas

19、tic has a great deal of organic matter and a small amount of clay minerals. The percentage of calcite is 5%,organic material is 10%, muddy is 80%, and silicon is 5%.唐穎唐穎 攝攝渝頁渝頁1 1井井 Well Yuye 1渝頁1井的構(gòu)造位置鉆井過程中的疑似氣顯108-220m 108-220m 黑色炭質(zhì)頁巖，取芯直徑黑色炭質(zhì)頁巖，取芯直徑7.2cm7.2cm頁巖含氣量分析頁巖含氣量分析新型頁巖含氣量測試儀新型頁巖含氣量測試儀頁巖含氣

20、量測試煤層氣測定方法煤層氣測定方法( 解吸法解吸法)MT/T 77-94丁山1井SP(mv) 15 60 R25(m) 90 125 AC(s/m) 50 65 深度(m)巖性沉積相孔隙度% 0 3 1飽和度% 50 100 游離氣含量（m3/t） 0 3 實測TOC 0 2.5 計算TOC 0 2.5 吸附氣含量（m3/t） 0 0.7 11總含氣量（m3/t） 0 2 14吸游比% 0 1 3340335033603370338033903400341034203430344034503460347034803490350035103520淺 海 盆 地 相次 深 海 - 深 海 盆 地 相 19811985198519971997現(xiàn)今1999現(xiàn)今2006現(xiàn)今Barnett頁巖開發(fā)歷程水力壓裂清水壓裂氮氣壓裂、凝膠壓裂*多級壓裂同步壓裂重復(fù)壓裂水力噴射壓裂* 早期使用，近年來使用較少頁巖氣井水力壓裂技術(shù)鉆井及資料收集模型模擬設(shè)備搬運準(zhǔn)備壓裂流體安裝管道生產(chǎn)套管射孔生產(chǎn)套管射孔洗井并開始壓裂注入減阻水泵入支撐劑泵入更多支撐劑井眼清洗J. Daniel Arthur,2008頁巖氣井水力壓裂作業(yè)